class 实例初始化的不同方法以及如何查找给定对象是否是特定 class 的实例

Question

我正在编写一个模块来生成某种加密的访问令牌。我要使用的加密库（lua-resty-string.aes）使用了下面的class和class实例初始化方法：

local _M = { _VERSION = '0.14' } 
local mt = { __index = _M } 
function _M.new(...)
    ... 
    return setmetatable({ ... }, mt) 
end

这个初始化方法和下面那个（我比较熟悉）有什么根本区别？

Class = {} 
Class.__index = Class 
function Class.new()
    return setmetatable({}, Class)
end

当我需要检查传递给我的函数的变量是否是所需 class 的实例时，对于第二种情况我可以使用以下内容：

if getmetatable(obj) == Class then ...

然而，这不适用于第一种初始化情况。我发现以下工作正常：

local aes = require("resty.aes")
if (getmetatable(obj) or {}).__index == aes then ...

但我不确定是否可以，或者有什么更方便的方法吗？还有使用class实例初始化第一种方法有什么好处？

Answer 1

Metatable-based classes

首先，_M只是模块“命名空间”的命名约定。您可以将其命名为“模块”或“Class”，就像在您的第二个 example.The 中一样，唯一真正的区别是 metatable 和“方法table”/“class" table:

local Class = {}
local metatable = { __index = Class } 
function Class.new(...)
    ... 
    return setmetatable({ ... }, metatable) 
end

将两者完全分开； metatable 是一个局部变量，因此对 class 保持“私有”（如果设置了 __metatable 字段，它可以进一步对 getmetatable 隐藏）。如果应该公开 metatable 以便于检查，一种方法是 Class table:

中的 metatable 字段

Class.metatable = metatable

另一种模式只是将元table 和方法table 混合在同一个table 中。 Lua 的元方法命名使用双下划线作为前缀（例如 __index）旨在允许：

local Class = {}
Class.__index = Class
function Class.new(...)
    ... 
    return setmetatable({ ... }, metatable) 
end

需要在Classtable(Class.__index)中循环引用；只要 Class table 可用，就可以从任何地方访问元 table，因为它是元 table。这样做的缺点包括（1）可能更差的性能（由于哈希冲突，因为你的元table包含方法和元方法）和（2）有点脏：如果我检查了你的 Class table，它不会在元方法和 class 方法中整齐地分开；我必须根据方法命名自己将它分开。

这也意味着索引实例或 Class table 允许“看到”底层实现，这些实现可能应该被抽象掉/只能通过索引访问/使用运算符/调用：Class.__index 和 instance.__index 将是 Class.

实例检查

现在检查对象是否是 Class 的实例的问题：如果使用第二种方法，比较 getmetatable 的 return 值有效：

if getmetatable(obj) == Class then
    -- object is an instance of the class
end

如果 metatable 暴露为 Class.metatable 之类的（可能会让你想起 JS 中的 Object.prototype），这非常相似：

if getmetatable(obj) == Class.metatable then
    -- object is an instance of the class
end

或者，Class 可以实现它自己的 isinstance 方法来检查“私有”（本地）元table:

function Class.isinstance(table)
    return getmetatable(table) == metatable
end

允许与 Class 进行简单比较的第三种选择是将 __metatable 字段设置为 Class:

local metatable = {__index = Class, __metatable = Class}

这样，metatable 被整齐地 local 化并与 Class 分开，但从外面看起来好像使用了“糊状”模式。

如果 metatable 未公开并且没有 isinstance 方法可用，您可能不得不求助于 hack，例如您展示的实现此方法的方法：

if getmetatable(obj).__index == Class then
    -- object is an instance of the class
end

然而，此 doees 依赖于 __index 以特定方式使用 - 隐藏的实现细节 - 如果可能，不应在实践中使用。假设 __index 更改为实际元方法以记录警告，因为某个字段已被弃用：

function metatable.__index(self, field)
    if field == "deprecated_field" then warn"deprecated_field is deprecated, use field instead!"
    return Class[field]
end

突然你的支票失效了，因为 metatable.__index == Class 的假设不再成立了。要考虑的另一种方法是从实例中获取元table：

local instance = Class(...)
local class_metatable = getmetatable(instance)
...
if getmetatable(obj) == class_metatable then
    -- object is probably an instance of the class
end

class 实例初始化的不同方法以及如何查找给定对象是否是特定 class 的实例

Different methods of class instance initialization and how to find if the given object is an instance of particular class

lua

Metatable-based classes

实例检查